3.5. Адресація комп'ютерів у мпд

Ще однією новою проблемою, яку потрібно враховувати при об'єднанні трьох і більше комп'ютерів, є проблема їхньої адресації. До адреси вузла мережі і схеми його призначення потрібно ставити наступні вимоги:

• Адреса повинна унікально ідентифікувати комп'ютер у мережі будь-якого масштабу.

• Схема призначення адрес повинна зводити до мінімуму ручну працю адміністратора й імовірність дублювання адрес.

• Адреса повинна мати ієрархічну структуру, зручну для побудови великих мереж. Цю проблему добре ілюструють міжнародні поштові адреси, що дозволяють поштовій службі, яка організовує доставку листів між країнами, користуватися тільки назвою країни адресата і не враховувати назва його міста, а тим більше вулиці. У великих мережах, що складаються з багатьох тисяч вузлів, відсутність ієрархії адреси може призвести до великих затримок, тому що кінцевим вузлам і комунікаційному устаткуванню доведеться оперувати з таблицями адрес, що складаються з тисяч записів.

• Адреса повинна бути зручна для користувачів мережі, а це означає, що вона повинна мати символьне представлення, наприклад, Server З або www.cisco.com.

• Адресу потрібно подати компактно, щоб не перевантажувати пам'ять комунікаційної апаратури - мережевих адаптерів, маршрутизаторів і т. ін.

Неважко помітити, що ці вимоги суперечливі - наприклад, адреса, що має ієрархічну структуру, найімовірніше буде менш компактною, ніж неієрархічна (таку адресу часто називають "плоскою" — тобто такою, що не має структури). Для символьної адреси частіше потрібно більше пам'яті, ніж для адреси-числа.

Оскільки всі перераховані вимоги важко сполучити в рамках якої-небудь однієї схеми адресації, то на практиці звичайно використовується відразу декілька схем, так що комп'ютер одночасно має кілька адрес-імен. Кожна адреса використовується в тій ситуації, коли відповідний вид адресації найбільш зручний. А щоб не виникало плутанини і комп'ютер завжди однозначно ідентифікувався своєю адресою, використовують спеціальні допоміжні протоколи, які за адресою одного типу можуть визначити адреси інших типів.

Найбільшого поширення набули наступні три схеми адресації вузлів.

• Апаратні (hardware) адреси. Ці адреси призначені для мережі невеликого чи середнього розміру, тому вони не мають ієрархічної структури. Типовим представником адреси такого типу є адреса мережевого адаптера локальної мережі. Така адреса звичайно використовується тільки апаратурою, тому її намагаються зробити по можливості компактною і записують у двійковому чи шістнадцятковому вигляді, наприклад 0081005Е24А8. При заданні апаратних адрес як правило не потрібно виконанувати ручну роботу, тому що вони або вбудовуються в апаратуру компанією-виготовлювачем, або генеруються автоматично при кожному новому запуску устаткування, причому унікальність адреси в межах мережі забезпечує устаткування. Крім відсутності ієрархії, використання апаратних адрес зв'язано ще з одним недоліком - при заміні апаратури, наприклад, мережевого адаптера, змінюється і адреса комп'ютера. Більш того, при установці декількох мережевих адаптерів у комп'ютера з'являється декілька адрес, що не дуже зручно для користувачів мережі.

• Символьні або адреси-імена. Ці адреси призначені для запам'ятовування і тому здебільшого несуть змістове навантаження. Символьні адреси легко використовувати як у невеликих, так і великих мережах. Для роботи у великих мережах символьне ім'я може мати складну ієрархічну структуру, наприклад ftp-arch 1 .ucl.ac.uk. Ця адреса свідчить про те, що даний комп'ютер підтримує архів у мережі одного з коледжів Лондонського університету (University College London - ucl) і ця мережа має відношення до академічної галузі (ас) Internet Великобританії (United Kingdom - uk). При роботі в межах мережі Лондонського університету таке довге символьне ім'я явно зайве, і замість нього зручно користуватися короткий символьним ім'ям, на роль якого добре підходить наймолодша складова повного імені, тобто ім'я ftp-arch 1. -

• Числові складені адреси. Символьні імена зручні для людей, але через змінний формат і потенційно велику довжину передача їх по мережі не завжди економічно вигідна. Тому в багатьох випадках для роботи у великих мережах як адреси вузлів використовують числові складені адреси фіксованого і компактного форматів. Типовим представниками адрес цього типу є IP- і IPX-адреси. У них підтримується дворівнева ієрархія, адреса поділяється на старшу частину - номер мережі і молодшу - номер вузла. Такий розподіл дає змогу передавати повідомлення між мережами тільки на підставі номера мережі, а номер вузла використовується тільки після доставки повідомлення в потрібну мережу; аналогічно тому, як назва вулиці використовується листоношею лише тоді, коли листа доставляли у потрібне місто. Останнім часом, щоб зробити маршрутизацію у великих мережах ефективнішою, пропонують складніші варіанти числової адресації, відповідно до яких адреса має три і більше складових. Такий підхід реалізовано у новій версії протоколу IPv6, призначеного для роботи в мережі Internet. У сучасних мережах для адресації вузлів застосовують, як правило, одночасно всі три наведені вище схеми. Користувачі адресують комп'ютери символьними іменами, що автоматично замінюються в повідомленнях, переданих по мережі, на числові номери. За допомогою цих числових номерів повідомлення передають з однієї мережі в іншу, а після доставки повідомлення в мережу призначення замість числового номера використовують апаратну адресу комп'ютера. Сьогодні така схема характерна навіть для невеликих автономних мереж, де, здавалося б, вона є явно надлишковою. Це робиться для того, щоб при включенні даної мережі у велику мережу не потрібно було змінювати склад операційної системи. Проблему встановлення відповідності між адресами різних типів, якою займається служба дозволу імен, можна розв'язувати як цілком централізованими, так і розподіленими засобами. У випадку централізованого підходу в мережі виділяється один комп'ютер (сервер імен), у якому зберігається таблиця відповідності один одному імен різних типів, наприклад символьних імен і числових номерів. Всі інші комп'ютери звертаються до сервера імен, щоб за символьним іменем знайти числовий номер комп'ютера, з яким необхідно обмінятися даними.

При іншому, розподіленому підході, кожен комп'ютер сам вирішує завдання встановлення відповідності між іменами. Наприклад, якщо користувач вказав для вузла призначення числовий номер, тоді перед початком передачі даних комп'ютер-відправник посилає всім комп'ютерам мережі повідомлення (воно називається широкомовним) із проханням упізнати це числове ім'я. Всі комп'ютери, одержавши це повідомлення, порівнюють заданий номер зі своїм власним. Той комп'ютер, у якого виявився збіг, посилає відповідь, що містить його апаратну адресу, після чого стає можливим відправлення повідомлень по локальній мережі.

Розподілений підхід добрий тим, що не потребує виділення спеціального комп'ютера, який до того ж часто вимагає задания таблиці відповідності імен вручну. Недоліком розподіленого підходу є необхідність широкомовних повідомлень — такі повідомлення перевантажують мережу, тому що вони вимагають обов'язкової їх обробки усіма вузлами, а не тільки вузлом призначення. Тому розподілений підхід використовується тільки в невеликих локальних мережах. У великих мережах поширення широкомовних повідомлень по всіх її сегментах є практично нереальним, тому для них характерний централізований підхід. Найвідомішою службою централізованого розширення імен є служба Domain Name System (DNS) мережі Internet.